Einbeck, 14.04.2025

KWS is participating together with renowned research institutes and other partners1 in the quantiFARM2 project funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF). The aim is to measure the vitality of plants by developing sensitive, robust and practical screening systems. This can promote more sustainable agriculture and create real added value for plant breeding.
 

“Plant breeding is a key factor in tackling future challenges such as climate change, population growth, conserving natural resources and reducing the use of pesticides. The aim is therefore to develop varieties that continue to secure agricultural yields through nutrient efficiency and plant health with low fertilizer use,” says Dr. Christoph Bauer, Head of Data Acquisition and Automation at KWS. “This is precisely where the quantiFARM project comes in: Modern, efficient and, above all, practical screening systems provide exact data on plant vitality within a very short space of time. This can make the complex process of plant breeding more efficient and promote more sustainable agriculture.”

The development of quantum detectors should in future make portable measuring devices available that are very small, require little energy, and can be used directly in the field, thus dispensing with the time-consuming process of sending samples to laboratories. Optical fluorescence measurement3 should also be used so that plant diseases, for example, can be detected at a much earlier stage. The sensors should also be able to record soil parameters. Until now, these light-sensitive measurements of plants have only been possible in darkened rooms. With the development of highly sensitive systems, measurements would also be possible directly in the field in sunlight. Using modern measuring devices to examine the vitality and the nutrient efficiency of plants means that accurate scientific data is available at short notice. That benefits plant breeding in particular, and KWS will integrate the insights gained into suitable breeding programs, wherever possible. Recommendations for action derived from this, for example, for more needs-based fertilization or more precise application of herbicides, contribute to more sustainable agriculture.

As a plant breeder, KWS supervises the field trials and coordination of the project, and is responsible for interpreting the measurement results. The trials are initially being carried out with sugarbeet at the Einbeck site and will later be transferred to other crops. Dr. Christoph Bauer: “We have almost 170 years of experience in breeding successful sugarbeet varieties, have built up a unique international trial system, and have collected extensive data over decades and made it available for breeding. We are delighted to support this project with our expertise.”

The project, which will run for a total of three years and is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) with a total of €3.7 million (funding rate 76.5%), was presented to the general public for the first time at Hannover Messe 2025. With its field trials and breeding expertise, KWS is making a major contribution to the research project, and receiving €350 thousand. If the project is successful, not only plant breeders could benefit from the development of the measuring devices and the associated assessment of plant vitality, but also forestry offices, agricultural service providers, or the plant variety offices in Germany and other countries – and ultimately, of course, farmers through improved varieties.

Conserving natural resources and minimizing the use of resources are both a goal in European agricultural policy and part of the KWS 2030 Sustainability Ambition, in which the company sets ambitious and measurable goals to deliver solutions for sustainable agriculture. The quantiFARM project specifically addresses these key aspects.

1: Miopas GmbH, JB-Hyperspectral Devices GmbH, Asphericon GmbH

2: Quantitative optical differential diagnostics for environmental protection and sustainability

3: Determination of chlorophyll using fluorescence measurement: This method uses the ability of chlorophyll to emit light when it has previously been stimulated with light of a certain wavelength.

Mehr Effizienz in der Pflanzenzüchtung: Entwicklung von Screening-Systemen zur Messung der Pflanzenvitalität

KWS beteiligt sich gemeinsam mit renommierten Forschungsinstituten und anderen Partnern1 an dem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt quantiFARM2. Ziel ist, durch die Entwicklung sensibler und gleichzeitig robuster sowie praxistauglicher Screening-Systeme die Vitalität von Pflanzen zu messen. Dies kann eine nachhaltigere Landwirtschaft fördern und einen echten Mehrwert für die Pflanzenzüchtung schaffen.

„Die Pflanzenzüchtung ist ein Schlüsselfaktor bei der Bewältigung künftiger Herausforderungen wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum, Schonung natürlicher Ressourcen und Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln. Ziel ist daher die Entwicklung von Sorten, die durch Nährstoffeffizienz und Pflanzengesundheit bei wenig Düngemitteleinsatz weiterhin die Erträge in der Landwirtschaft sichern“, sagt Dr. Christoph Bauer, der den Bereich Datenerfassung und Automatisierung bei KWS leitet. „Genau hier setzt das Projekt quantiFARM an: Moderne, effiziente und vor allem praxistaugliche Screening-Systeme liefern innerhalb kürzester Zeit exakte Daten zur Pflanzenvitalität. Damit kann der komplexe Prozess der Pflanzenzüchtung effizienter gestaltet und eine nachhaltigere Landwirtschaft gefördert werden.“

Mit der Entwicklung sogenannter Pflanzendetektoren sollen künftig portable Messgeräte zur Verfügung stehen, die sehr klein sind, wenig Energie benötigen und direkt im Feld eingesetzt werden können. Das zeitaufwändige Einschicken von Proben in Labore würde damit entfallen. Zum Einsatz kommen soll auch die optische Fluoreszenzmessung3, sodass beispielsweise Pflanzenkrankheiten in einem sehr viel früheren Stadium erkennbar sind. Auch Bodenparameter sollen durch die Sensoren erfasst werden können. Bisher sind diese lichtempfindlichen Messungen von Pflanzen ausschließlich in abgedunkelten Räumen möglich – mit der Entwicklung hochsensibler Systeme wäre auch dies direkt im Feld bei Sonneneinstrahlung messbar. Durch die Untersuchung der Vitalität und auch der Nährstoffeffizienz von Pflanzen durch moderne Messgeräte sind exakte wissenschaftliche Daten kurzfristig verfügbar. Davon profitiert insbesondere die Pflanzenzüchtung, KWS wird gewonnene Erkenntnisse nach Möglichkeit in passende Züchtungsprogramme integrieren. Daraus abgeleitete Handlungsempfehlungen beispielsweise für eine bedarfsgerechtere Düngung oder eine passgenauere Applikation von Herbiziden tragen zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft bei.

Als Pflanzenzüchter betreut KWS das Feldversuchswesen sowie die Verbundkoordination des Projekts und verantwortet die Interpretation der Messergebnisse. Die Versuche finden zunächst mit Zuckerrüben am Standort in Einbeck statt, sollen später auch auf andere Kulturarten transferiert werden. Dr. Christoph Bauer: „Wir besitzen fast 170 Jahre Erfahrung in der Züchtung erfolgreicher Zuckerrübensorten, haben ein einzigartiges internationales Versuchswesen aufgebaut und über Jahrzehnte umfassendes Datenmaterial gesammelt und der Züchtung zugänglich gemacht. Wir freuen uns sehr, dieses Projekt mit unserer Expertise zu unterstützen.“

Auf der Hannover Messe 2025 wurde das Projekt erstmals einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt, dass eine Laufzeit von insgesamt 3 Jahren besitzt und durch das BMBF mit insgesamt 3,7 Mio. Euro (Förderquote 76,5%) gefördert wird. KWS trägt mit Feldversuchen und ihrer Züchtungsexpertise zum großen Teil in Eigenleistung zu dem Forschungsvorhaben bei und erhält 350 Tausend Euro. Bei erfolgreichem Projektverlauf könnten nicht nur Pflanzenzüchter von der Entwicklung der Messgeräte und der damit verbundenen Bewertung der Pflanzenvitalität profitieren, sondern auch Forstämter, landwirtschaftliche Dienstleister oder die Sortenämter des Bundes und der Länder – und am Ende natürlich Landwirte durch verbesserte Sorten.

Die Schonung natürlicher Ressourcen und die Minimierung des Ressourceneinsatzes sind sowohl Ziel in der europäischen Landwirtschaftspolitik als auch Teil der KWS Nachhaltigkeitsinitiative 2030, mit der sich das Unternehmen ambitionierte und messbare Ziele setzt, um Lösungen für eine zukunftsfähige Landwirtschaft zu liefern. Das Projekt quantiFARM zahlt genau auf diese zentralen Aspekte ein.

1: Miopas GmbH, JB-Hyperspectral Devices GmbH, Asphericon GmbH

2: Quantitative optische Differentialdiagnostik für Umweltschutz und Nachhaltigkeit

3: Bestimmung von Chlorophyll über Fluoreszenzmessung: Dieses Verfahren nutzt die Fähigkeit des Chlorophylls, Licht zu emittieren, wenn es zuvor mit Licht bestimmter Wellenlänge angeregt wurde.

Website: http://www.kws.com

Published: April 14, 2025